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摘要：随着5G业务爆发式增长，现有授权频谱完全无法满足未来业务需求，而非授权频谱和毫米波将是解决现有授权频谱不足的有效方式。首先介绍了 NR-U 的起源和研究进展，然后分析了NR-U的典型部署场景，最后对NR-U在60 GHz非授权毫米波频段的部署方案和应用进行了探讨。
关键词：NR-U；毫米波；非授权频谱；5G专网；小基站
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2022.02.012
概述
1.1 5G业务快速发展
自3GPP的第一个5G版本发布以来，全球5G快速发展。5G不仅立足于面向公众的移动通信（2C业务），还将渗透到未来社会的各个垂直行业（2B业务），支持eMBB、uRLLC、mMTC三大应用场景，构建以用户为中心的全方位信息生态系统。5G将与工业制造、电网控制、智慧城市等行业深度融合，创新实现“互联网+”新形态，改变人们的生产生活方式。
5G在全球已经规模商用，从目前5G业务发展的情况看，公众通信中AR/VR、在线游戏、沉浸式体验等大带宽、低时延业务急剧增长，垂直领域中也快速涌现出智能制造、智能电网、远程医疗等对带宽、可靠性要求非常高的行业新应用，5G通信业务的蓝海正在打开，未来将需要更多的频谱资源来支撑5G的发展。
1.2频谱需求
2013年，工信部电信研究院在《到2020年中国IMT服务的频谱需求》报告中，全面评估了到2020年中国IMT服务的频谱需求为1864MHz，在我国规划3300~3600MHz和4800~5000MHz频段作为5G系统的工作频率后，可使用的授权频谱和预计的频谱缺口还有较大的差异。
2017年，ITU-RWP5D针对24.25~86GHz毫米波频段的频谱需求开展研究，并且把研究结果以联络函方式发送给ITU-RTG5/1。WP5D考虑了基于应用的方法、基于技术性能的方法、基于国家考虑的频谱需求等3种不同的方法评估总的频谱需求。其中，我国提交了总的频谱带宽需求为14.8~19.7GHz，主要用于提供密集城区微蜂窝、室内热点的网络接入能力。
因此，在未来几年5G业务爆发式增长的情况下，现有授权频谱无法满足业务需求，而非授权频谱和毫米波将是解决现有授权频谱不足问题的有效方式。
1.3需解决的问题
a）非授权频谱的干扰共存。非授权频段主要包括2.4GHz、5GHz和6GHz等低频段以及60GHz的毫米波频段。3GPP对NR-U的部署频段进行了研究和评估，包括非授权频段和一些被分配为共享使用的频段，主要包括2.4GHz、5GHz和6GHz等频段。这些频段有些是全球分配的，有些是地区性频段。目前这些低频段大部分已被占用，大量的低频频谱被分配给了无线本地通信的应用，比如Wi-Fi、蓝牙、微波和其他应用，需重点研究、评估和解决5G技术与Wi-Fi等技术之间的干扰共存问题。
b）毫米波产业链的成熟。由于频段高、带宽大、路损大、器件口径小等特性，5G毫米波对射频前端器件的工艺和材料、终端的功耗和散热、毫米波终端测试、成本都有着相当大的挑战。国内现阶段对毫米波技术的研究水平大大落后于欧美国家，毫米波的应用主要分布在雷达、遥感和天文等领域，而在民用通信中的应用相对滞后。但近年来，我国加大了对毫米波技术的研究投入，成立了5G微波毫米波特别工作组，积极推进毫米波技术的研究和应用。2020年，南京紫金山实验室宣布大规模毫米波相控阵芯片取得重要突破，意味着包括60GHz非授权毫米波在内的5G毫米波技术向大规模应用更近了一步。
